Linux 进程：进程控制

Linux的进程控制分为四部分：

• 进程创建
• 进程终止
• 进程等待
• 进程替换

一、进程创建

常见的创建进程的函数有两个：

• pid_t fork(void)
• pid_t vfork(void)

这两个函数的实现方式有所不同，其中我们最常用的还是frok函数。

1.fork

  fork函数以写时拷贝的方式创建一个子进程，子进程复制父进程的pcb、虚拟空间、页表。因此父子进程代码共享，但数据独享，互不干涉。

2.vfork

  vfrok函数创建子进程，子进程只复制父进程的pcb，虚拟内存和页表是父子进程共用的。

二、进程终止

  进程终止就是终止一个进程，也就是退出进程。但进程的退出也是分情况的，分为正常退出和异常退出：

• 正常退出：运行了exit、_exit、return语句导致的退出
• 异常退出：程序出错导致的退出

  正常退出就是程序员在代码中规定的，规定程序运行到这里就应该退出，因此使用了exit、_exit、return来控制进程在合适的位置退出，这种退出是在人为的控制下发生的，因此是正常退出。

  异常退出则是程序在运行时，发生了预料之外的错误，比如对空指针进行解引用等错误操作，这些错误操作使得程序崩溃退出，是不属于人为控制的，因此是异常退出。

三、进程等待

  什么是进程等待？

 （1）父进程创建子进程后，等待子进程退出，子进程退出后，父进程获取子进程的退出返回值，释放子进程的资源，避免僵尸进程产生。因为僵尸进程产生的原因就是：子进程先于父进程退出，通知父进程后，父进程没有处理子进程的后事，导致子进程变成了僵尸进程。

 （2）为了避免父进程没有接收到子进程的退出通知，从而产生僵尸进程。父进程创建子进程后，就一直等待子进程的退出通知，子进程一退出，父进程就马上处理，避免僵尸进程的产生。这就是进程等待。

 常用来实现进程等待的函数有两个：

• pid_t wait(int *stat_loc);
• pid_t waitpid(pid_t pid, int *stat_loc, int options);

 这两个函数都可以用来处理退出的子进程，它们的详细使用放在了另一篇文章。

四、进程替换

1.理解程序替换

  什么是进程替换？

  假如此时系统正在运行A程序，这样就有A程序对应的pcb，然后操作系统把另一个程序B从硬盘加载到内存中，让A程序的pcb断开与A程序的联系，去操作B程序，同时修改进程的页表映射信息，更改为新程序的数据，这就是进程替换。（程序替换后，pcd的ID是不变的，因为并没有新创建pcb，使用的还是原来的pcb）

  如下图：此时运行的是A程序，页表、虚拟空间、pcb中都是A程序的相关信息。

  如下图：加载B程序到内存中。

 如下图：进程pcb不再控制A程序，而是去控制B程序。并且将页表、虚拟空间初始化为B程序的相关信息，同时pcb中也会修改一些对应的信息。

2.子进程在程序替换中的作用

 （1）父进程创建子进程后，最能体现子进程价值的就是程序替换。刚开始接触子进程时，我们只是通过创建子进程后，父子进程的函数返回值来区分父子进程，区分后让父子进程进入不同的代码分支执行程序。

 （2）但这样总感觉有点浪费子进程，因为作为一个代码分支来说，它所能包含的程序自然不能过多，否则整个程序就显得臃肿或复杂。但是如果不能包含过多的程序，也就意味着代码分支并不能实现太过复杂的功能。这样就不太过瘾，有点浪费子进程的性能。

 （3）所以我们可以将要实现的功能，单独做成一个程序，让子进程进行程序替换后去运行这个程序，这样不但让代码不臃肿，还让代码的功能更强大。所以程序替换才是子进程的最佳选择。

  程序替换常使用的函数都在exec函数簇中，关于它们的使用会在另一篇文章讲到。